JP3388076B2 - Method for manufacturing staggered thin film transistor - Google Patents

Method for manufacturing staggered thin film transistor

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JP3388076B2
JP3388076B2 JP31931295A JP31931295A JP3388076B2 JP 3388076 B2 JP3388076 B2 JP 3388076B2 JP 31931295 A JP31931295 A JP 31931295A JP 31931295 A JP31931295 A JP 31931295A JP 3388076 B2 JP3388076 B2 JP 3388076B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】発明は、特に液晶ディスプ
レイなどに用いられる薄膜トランジスタ(Thin Film Tr
ansistor;TFT)およびその製造方法と、それを用い
た液晶表示装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来から、アクティブ液晶表示素子とし
て薄膜トランジスタが広く用いられている。その中で
も、ソース・ドレイン電極の形成前にゲート電極が形成
される、いわゆる逆スタガ型薄膜トランジスタが量産さ
れている。しかし、逆スタガ型薄膜トランジスタにおい
て、チャネル保護膜を形成する場合は、チャネル長を短
くするのが難しいという問題があった。また、チャネル
保護膜を形成しない場合は、チャネルを形成するアモル
ファス半導体の厚さをおよそ1500Åにする必要があ
る。これは、チャネル保護膜を形成する場合のアモルフ
ァス半導体の厚さの5倍以上の値である。この場合、基
板側からの裏面露光によるゲート電極との自己整合もで
きず、輝度の面内バラツキが発生する問題があった。 【0003】これに対して、ソース・ドレイン電極の形
成後にゲート電極が形成される、いわゆるスタガ型薄膜
トランジスタは、逆スタガ型薄膜トランジスタよりもチ
ャネル長を短くでき、またその製造工程を短縮できる等
の長所を有している。 【0004】しかしながら、スタガ型薄膜トランジスタ
におけるソース・ドレインコンタクト領域は不純物を含
み、その上に形成される半導体層よりも酸化しやすい。
その結果、上記半導体層が形成される前に、上記ソース
・ドレインコンタクト領域上に自然酸化膜が形成され、
その界面において良好なオーミック特性を得るのが難し
かった。 【0005】そこで、特公平6−22244号公報で
は、ソース・ドレインコンタクト領域としてリン(P)
を含むオーミック接触層をソース・ドレイン電極と半導
体層との間に形成することによって、ソース・ドレイン
電極とその上に形成される半導体層とのオーミック接触
を良好にするように試みた、スタガ型薄膜トランジスタ
について開示されている。上記公報に開示された薄膜ト
ランジスタの製造工程を図3に示す。 【0006】まず、図3(a)に示すように、ガラスな
どの透明基板51上に、酸化インジウム(Indium Tin O
xide;ITO)の透明導電膜52を形成する。次に、図
3(b)に示すように、上記透明導電膜52をエッチン
グして島状にパターニングし、ソース電極53a、およ
びドレイン電極53bをそれぞれ形成する。 【0007】続いて、同図(b)に示すように、透明基
板51、ソース電極53a、およびドレイン電極53b
の各表面に、リン(P)含有層54を形成する。このリ
ン含有層54は、プラズマCVD法(プラズマ化学的気
相成長法)により行う。すなわち、透明基板51を20
0℃ないし300℃の基板温度とし、PH3 ガスをアル
ゴンガス5000ppmに稀釈し、10cc/分の速度
で供給し、圧力10 2Torrの雰囲気で20Wの高周
波電力によりプラズマドーピングを数分間行い、透明基
板51、ソース電極53a、およびドレイン電極53b
の各表面にリンを拡散させてリン含有層54を形成す
る。 【0008】上記のようにしてリン含有層54を形成し
た後、次に図3(c)に示すように、例えばアモルファ
スシリコンからなる半導体層55を、プラズマCVD法
により形成する。このとき、リン含有層54中のリンが
上記半導体層55に拡散し、半導体層55とソース電極
53a、およびドレイン電極53bとの全接触面にわた
って、リンを含むオーミック接触層56、57がソース
・ドレインコンタクト領域としてそれぞれ形成される。 【0009】さらに、上記半導体層55の上に、窒化シ
リコンからなるゲート絶縁膜58を、プラズマCVD装
置の真空を破ることなく連続して形成する。さらにま
た、上記ゲート絶縁膜58上にゲート電極59を形成
し、エッチングによって所定のパターンとする。 【0010】その後、図3(d)に示すように、例えば
窒化シリコンからなる保護膜60を形成し、薄膜トラン
ジスタ61を完成させる。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報の
構成では、ソース・ドレインコンタクト領域であるオー
ミック接触層56、57における導電率が低く、その結
果オーミック接触層56、57の抵抗が高くなるので、
オン電流が低くなる。また、ソース電極53a、ドレイ
ン電極53b間の透明基板51上にもわずかにリンが残
るため、リーク電流が大きくなるという問題が生ずる。 【0012】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、ソース・ドレインコンタ
クト領域と半導体層との間に、良好なオーミック特性を
有する界面を形成し、ソース・ドレイン電極間のリーク
電流を減少させ、特性の優れた薄膜トランジスタおよび
その製造方法を提供すると共に、特性の優れた薄膜トラ
ンジスタを用いた液晶表示装置を提供することにある。 【0013】 【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るス
タガ型薄膜トランジスタの製造方法は、上記の課題を解
決するために、ソース・ドレイン電極を形成する工程
と、不純物が添加された第1の半導体膜を成膜し、該半
導体膜をパターニングすることによりソース・ドレイン
電極に電気的に接続するソース・ドレインコンタクト領
域を形成する工程と、該ソース・ドレインコンタクト領
域を基板温度350℃の条件で水素プラズマに晒した
後、真空を破らずに、該ソース・ドレインコンタクト領
域上に第2の半導体層を成膜する工程と、該第2の半導
体層をパターニングする工程と、その上にゲート絶縁膜
を形成する工程と、その上に金属膜を形成、パターニン
グすることによりゲート電極を形成する工程とを含むこ
とを特徴としている。 【0014】上記の構成によれば、ソース・ドレインコ
ンタクト領域は、ソース・ドレイン電極と電気的に接続
されるように形成される。このソース・ドレインコンタ
クト領域は、不純物の添加された、例えばn+ 型アモル
ファスシリコンからなる第1の半導体膜をパターニング
して形成される。 【0015】不純物を含む上記のソース・ドレインコン
タクト領域は、自然酸化しやすく、そのため、上記ソー
ス・ドレインコンタクト領域上に自然酸化膜が形成され
る。 【0016】しかし、上記ソース・ドレインコンタクト
領域の表面を水素プラズマに晒すことにより、自然酸化
膜中の酸素原子が水素プラズマによって還元される。こ
の結果、ソース・ドレインコンタクト領域上に形成され
た自然酸化膜が除去されることになる。その後、真空を
破らずに上記ソース・ドレインコンタクト領域上に第2
の半導体層が形成され、続いて、その上にゲート絶縁膜
およびゲート電極が形成される。 【0017】以上のように、水素プラズマ処理によっ
て、ソース・ドレインコンタクト領域上の自然酸化膜が
除去され、しかも、真空を破ることなく、半導体層がソ
ース・ドレインコンタクト領域上に形成されるので、ソ
ース・ドレインコンタクト領域と半導体層との界面にお
けるオーミック接触が著しく良好となる。 【0018】また、上記に加えて、上記構成は、従
来のようにソース・ドレインコンタクト領域と半導体層
との界面にリンを拡散させないので、透明基板上に拡散
されたリンに起因する、従来のようなソース・ドレイン
電極間のリーク電流は、当然なくなる。 【0019】以上、の理由により、上記構成によれ
ば、ソース、およびドレインの各抵抗を小さくできると
共に、ソース・ドレイン電極間の抵抗を大きくできるの
で、ソース・ドレイン電極間のリーク電流を確実に従来
よりも著しく減少させることができる。また、この結
果、薄膜トランジスタのオン電流を増加させることがで
き、特性のよい薄膜トランジスタを得ることができる 【0020】 【発明の実施の形態】〔実施の形態1〕 発明の実施の一形態であって、スタガ型の薄膜トラン
ジスタの製造工程を示す断面図を図1に示し、以下、図
1に基づいてその製造工程を説明する。 【0021】まず、図1(a)に示すように、ガラス基
板1上に、スパッタリングにてタンタル(Ta)を約1
50nm成膜し、それを島状にパターニングして遮光膜
2を形成する。次に、パターニングした上記遮光膜2を
覆うように、スパッタリングにて酸化シリコン(SiO
2 )を約250nm形成し、絶縁膜3を形成する。 【0022】続いて、図1(b)に示すように、上記絶
縁膜3上に、スパッタリングにて酸化インジウム(Indi
um Tin Oxide;ITO)の透明導電膜を約100nm成
膜し、それをパターニングして絵素電極4を形成する。
その後、上記絶縁膜3および絵素電極4上に、スパッタ
リングにてタンタル(Ta)を約200nm成膜し、そ
れをパターニングしてソース・ドレイン電極5a、5b
を形成する。 【0023】次に、同図(b)において、プラズマCV
D(Chemical Vapor Deposition )装置で、圧力110
Pa、RFパワー150W、基板温度350℃の条件
で、PH3 を0.5%含むシラン(SiH4 )200s
ccmと、水素(H2 )2000sccmとを用い、不
純物が添加された第1の半導体膜として、導電率約1.
0×10-3(Ω・cm)-1のn+ 型アモルファスシリコ
ンを成膜する。その後、上記n+ 型アモルファスシリコ
ンをドライエッチングして島状にパターニングし、ソー
ス・ドレインコンタクト領域6a、6bを形成する。こ
の結果、ソース・ドレインコンタクト領域6a、6b
は、ソース・ドレイン電極5a、5bと電気的に接続さ
れることになる。 【0024】次に、インライン式のプラズマCVD装置
の第1の反応室において、水素(H2 )2000scc
m、圧力80Pa、RFパワー300W、基板温度35
0℃の条件で、ソース・ドレインコンタクト領域6a、
6bの表面を水素プラズマに10分間晒し、水素プラズ
マ処理を行う。この結果、上記ソース・ドレインコンタ
クト領域6a、6b上に形成された自然酸化膜中の酸素
原子が水素プラズマによって還元され、この自然酸化膜
は除去されることになる。 【0025】続いて、上記第1の反応室の真空を破らず
に、上記の基板を第2の反応室へ搬送する。この第2の
反応室において、第2の半導体層としてi型アモルファ
スシリコンを約50nm成膜する。このときの成膜条件
は、圧力80Pa、RFパワー150W、基板温度35
0℃で、プラズマCVD法(プラズマ化学的気相成長
法)により、シラン(SiH4 )200sccmと、水
素(H2 )2000sccmとを用いる。その後、上記
i型アモルファスシリコンを、ソースコンタクト領域6
aからドレインコンタクト領域6bにわたって島状にパ
ターニングし、図1(c)に示すように、半導体層7を
形成する。 【0026】さらにその上に、窒化シリコン(Si3
4 )を約250nm成膜し、同図(c)に示すように、
ゲート絶縁膜8を形成する。成膜条件は、圧力130P
a、RFパワー1000W、基板温度250℃で、プラ
ズマCVD法により、シラン(SiH4 )150scc
mと、アンモニア(NH3 )200sccmと、窒素
(N2 )2000sccmとを用いている。 【0027】続いて、図1(d)に示すように、上記ゲ
ート絶縁膜8上に、スパッタリングにてチタン(Ti)
を200nm成膜し、それをパターニングしてゲート電
極9を形成する。 【0028】その後、図1(e)に示すように、上記ゲ
ート電極9を覆うように窒化シリコン(Si3 4 )を
約250nm成膜し、保護膜10を形成する。このとき
の成膜条件は、圧力130Pa、RFパワー1000
W、基板温度250℃で、プラズマCVD法により、シ
ラン(SiH4 )150sccmと、アンモニア(NH
3 )200sccmと、窒素(N2 )2000sccm
とを用いている。こうして、スタガ型の薄膜トランジス
タ11が完成する。 【0029】また、図示はしないが、上記薄膜トランジ
スタ11と、カラーフィルタおよびブラックマトリック
スを設けた対向側基板とを貼り合わせ、その間の隙間に
液晶を注入して、分断することにより液晶パネルが得ら
れる。この液晶パネルにドライバ用の集積回路等を取り
付けることにより、液晶モジュールが完成する。 【0030】上記の構成により、チャネル長5μm、チ
ャネル幅15μmである本発明のスタガ型の薄膜トラン
ジスタ11では、オン電流1.0μA、オフ電流0.5
pA以下の値が得られている。ちなみに、ソース・ドレ
インコンタクト領域の表面に水素プラズマ処理を行わ
ず、一度反応室内の真空を破ってから半導体層を形成す
る従来の場合、オン電流は本発明の薄膜トランジスタ1
1の1/10以下となり、しかも素子ごとにばらつきが
見られた。これは、半導体層の形成時に一度真空を破
り、フォトレジストを塗布して半導体層をパターニング
する際に、ソース・ドレインコンタクト領域と半導体層
との界面に酸化膜が形成されてしまうからである。 【0031】よって、本発明は上述のように、水素プラ
ズマ処理を行ってソース・ドレインコンタクト領域6
a、6b上に形成された自然酸化膜を除去し、しかもそ
の後、反応室内の真空を破らずに半導体層7を形成する
ので、ソース・ドレインコンタクト領域6a、6bと半
導体層7との界面におけるオーミック接触が良好とな
り、電気特性のよい薄膜トランジスタ11を得ることが
できる。 【0032】なお、上述の水素プラズマ処理を行う前
に、ソース・ドレインコンタクト領域6a、6b上に形
成された自然酸化膜を、BHF(バッファド・フッ酸;
HF:H2 O=1:10)を用いて1分間ウェットエッ
チングすれば、ある程度の自然酸化膜を予め除去するこ
とができ、その後の水素プラズマ処理の時間を短縮する
ことも可能である。 【0033】なお、本実施の形態1では、ガラス基板1
上に、遮光膜2および絶縁膜3を形成し、薄膜トランジ
スタ11を完成させているが、上記の遮光膜2および絶
縁膜3を形成せずに、薄膜トランジスタ11を作製して
も、本発明と同様の効果は得られる。 【0034】〔実施の形態2〕 次に、本発明の実施の他の一形態であって、スタガ型の
薄膜トランジスタの製造工程を示す断面図を図2に示
し、以下、図2に基づいてその製造工程を説明する。 【0035】まず、図2(a)に示すように、ガラス基
板21上に、スパッタリングにてタンタル(Ta)を約
150nm成膜し、それを島状にパターニングして遮光
膜22を形成する。次に、パターニングした上記遮光膜
22を覆うように、スパッタリングにて酸化シリコン
(SiO2 )を約250nm形成し、絶縁膜23を形成
する。 【0036】続いて、図2(b)に示すように、上記絶
縁膜23上に、スパッタリングにて酸化インジウム(In
dium Tin Oxide;ITO)の透明導電膜を約100nm
成膜し、それをパターニングして絵素電極24を形成す
る。その後、上記絶縁膜23および絵素電極24上に、
スパッタリングにてタンタル(Ta)を約200nm成
膜し、それをパターニングしてソース・ドレイン電極2
5a、25bを形成する。 【0037】次に、同図(b)において、インライン式
のプラズマCVD装置の第1の反応室で、圧力110P
a、RFパワー150W、基板温度350℃の条件で、
PH3 を0.5%含むシラン(SiH4 )200scc
mと、水素(H2 )2000sccmとを用い、不純物
が添加された第1の半導体膜として、導電率約1.0×
10-3(Ω・cm)-1のn+ 型アモルファスシリコンを
40nm成膜する。 【0038】続いて、真空を破らずにこの基板を第2の
反応室に搬送し、圧力80Pa、RFパワー150W、
基板温度350℃の条件で、シラン(SiH4 )200
sccmと、水素(H2 )2000sccmとを用い、
上記n+ 型アモルファスシリコン上に、i型半導体層と
して、膜厚30nmのi型アモルファスシリコンを成膜
する。なお、上記n+ 型アモルファスシリコンは自然酸
化しやすく、空気に晒しただけで直ちに自然酸化膜がそ
の表面に形成されてしまうが、上記i型アモルファスシ
リコンは上記n+ 型アモルファスシリコンに比べて自然
酸化しにくい。 【0039】その後、上記n+ 型アモルファスシリコン
とi型アモルファスシリコンとをドライエッチングして
島状にパターニングし、ソース・ドレインコンタクト領
域26a、26bとi型半導体層27とを形成する。こ
の結果、ソース・ドレインコンタクト領域26a、26
bは、ソース・ドレイン電極25a、25bと電気的に
接続され、i型半導体層27は、ソース・ドレインコン
タクト領域26a、26b上に、同一形状でかつ一致し
て重ねられることになる。 【0040】次に、上記i型半導体層27上の自然酸化
膜をBHF(バッファド・フッ酸;HF:H2 O=1:
10)を用いて1分間のウェットエッチングにより除去
し、その後すぐこの基板をインライン式のプラズマCV
D装置に導入する。そして、第2の半導体層としてi型
アモルファスシリコンを約50nm成膜する。このとき
の成膜条件は、圧力80Pa、RFパワー150W、基
板温度350℃で、プラズマCVD法により、シラン
(SiH4 )200sccmと、水素(H2 )2000
sccmとを用いる。その後、上記i型アモルファスシ
リコンを、ソースコンタクト領域26aからドレインコ
ンタクト領域26bにわたって島状にパターニングし、
図2(c)に示すように、半導体層28を形成する。 【0041】さらにその上に、窒化シリコン(Si3
4 )を約250nm成膜し、同図(c)に示すように、
ゲート絶縁膜29を形成する。成膜条件は、圧力130
Pa、RFパワー1000W、基板温度350℃で、プ
ラズマCVD法により、シラン(SiH4 )150sc
cmと、アンモニア(NH3 )200sccmと、窒素
(N2 )2000sccmとを用いている。 【0042】続いて、図2(d)に示すように、上記ゲ
ート絶縁膜29上に、スパッタリングにてチタン(T
i)を200nm成膜し、それをパターニングしてゲー
ト電極30を形成する。 【0043】その後、図2(e)に示すように、上記ゲ
ート電極30を覆うように窒化シリコン(Si3 4
を約250nm成膜し、保護膜31を形成する。このと
きの成膜条件は、圧力130Pa、RFパワー1000
W、基板温度250℃で、プラズマCVD法により、シ
ラン(SiH4 )150sccmと、アンモニア(NH
3 )200sccmと、窒素(N2 )2000sccm
とを用いている。こうして、スタガ型の薄膜トランジス
タ32が完成する。 【0044】また、図示はしないが、上記薄膜トランジ
スタ32と、カラーフィルタおよびブラックマトリック
スを設けた対向側基板とを貼り合わせ、その間の隙間に
液晶を注入して、分断することにより液晶パネルが得ら
れる。この液晶パネルにドライバ用の集積回路等を取り
付けることにより、液晶モジュールが完成する。 【0045】上記の構成により、チャネル長5μm、チ
ャネル幅15μmである本発明のスタガ型の薄膜トラン
ジスタ32では、オン電流0.9μA、オフ電流0.5
pA以下の値が得られている。ちなみに、ソース・ドレ
インコンタクト領域26a、26b上にi型半導体層2
7を形成しない従来の場合のオン電流は、本発明の薄膜
トランジスタ32の1/10以下となり、しかも素子ご
とにばらつきが見られた。これは、半導体層の形成時に
一度真空を破り、フォトレジストを塗布して半導体層を
パターニングする際に、ソース・ドレインコンタクト領
域と半導体層との界面に酸化膜が形成されてしまうから
である。 【0046】よって、本発明は上述のように、ソース・
ドレインコンタクト領域26a、26b上に酸化しにく
いi型アモルファスシリコンからなるi型半導体層27
を、反応室の真空を破らずに連続して形成し、その後パ
ターニングするので、ソース・ドレインコンタクト領域
26a、26b上に自然酸化膜が形成されるのを抑制す
ることができる。その結果、i型半導体層27を介して
ソース・ドレインコンタクト領域26a、26bと半導
体層28とのオーミック接触が良好となる。したがっ
て、薄膜トランジスタ32のオン電流が増加し、電気特
性のよい薄膜トランジスタ32を得ることができる。 【0047】また、本実施の形態2で作製した薄膜トラ
ンジスタ32では、i型半導体層27の形成を行わない
従来の薄膜トランジスタに比べてオン電流が向上するの
で、この薄膜トランジスタ32を液晶ディスプレイに採
用した場合、10.4インチVGA(Video Graphics A
rray)の開口率を改善することができると共に、液晶デ
ィスプレイを明るくすることができる。また、オン電流
の増加により、従来は困難であった17インチの128
0×3×1024の絵素を持つエンジニアリングワーク
ステーション用の液晶ディスプレイを作製することがで
きる。 【0048】なお、本実施の形態2では、ガラス基板2
1上に、遮光膜22および絶縁膜23を形成し、薄膜ト
ランジスタ32を完成させているが、上記の遮光膜22
および絶縁膜23を形成せずに、薄膜トランジスタ32
を作製しても、本発明と同様の効果は得られる。 【0049】なお、本実施の形態1、2では、ソース・
ドレインコンタクト領域6a、6b、26a、26bに
+ 型アモルファスシリコンを用いているが、必ずしも
これに限定するわけではない。上記のソース・ドレイン
コンタクト領域6a、6b、26a、26bが、SiG
x (0≦x≦1)、SiCx (0≦x≦1)、Si3
x (0≦x≦4)、若しくはSiOx (0≦x≦2)
からなる、非晶質半導体または微結晶半導体であって
も、本発明と同様の効果が得られるのは勿論である。 【0050】例えば、上記ソース・ドレインコンタクト
領域6a、6b、26a、26bに、導電率約1.0×
10-3(Ω・cm)-1のn+ 型アモルファスシリコンで
はなく、導電率約1.0(Ω・cm)-1のn+ 型微結晶
シリコンを用いた場合、薄膜トランジスタ11、32の
オン電流は、それぞれ1.2μA、1.1μAとなり、
+ 型アモルファスシリコンを用いた場合よりもそれぞ
れ約20%増加した。 【0051】また、チャネルが形成される半導体層とし
て、シリコンに適度の他の材料を混ぜた上記のようなア
モルファス合金を用いると、液晶モジュールの用途に適
合した薄膜トランジスタを製作することができる。 【0052】従来のように、バンドギャップが約1.7
eVであるアモルファスシリコンをソース・ドレインコ
ンタクト領域に用いた場合、光が照射されると電子が価
電子帯から伝導帯へ励起されるため、薄膜トランジスタ
のオフ電流が増加していた。 【0053】シリコンに別の元素を加えた上記のような
SiCx 、Si3 x 、SiOx では、バンドギャップ
を約1.7eVから2.1eVまで制御することができ
る。 【0054】バンドギャップが大きければ、薄膜トラン
ジスタに光が照射されても電子が価電子帯から伝導帯へ
励起されず、オフ電流が増加しにくくなる。したがっ
て、強い強度の光を用いるプロジェクション用液晶モジ
ュールのように絵素が小さく、オン電流が少し低下して
もオフ電流を抑制したい場合には、シリコンに適度の不
純物を注入して、上記のようなアモルファス合金を用い
ると一層好適となる。 【0055】また、SiGex の場合は、バンドギャッ
プを約1.7eVから1.4eVまで制御することがで
きる。このようにバンドギャップを狭くすると光には弱
いが薄膜トランジスタを低電圧で駆動できるメリットが
ある。 【0056】したがって、以上のような理由で、シリコ
ンに別の元素を加えた非晶質半導体または微結晶半導体
を使用し、バンドギャップを制御することで、液晶モジ
ュールの用途に適合した薄膜トランジスタを製作するこ
とができる。また、このチャネルが形成される半導体層
と同程度のバンドギャップを持つアモルファス合金をソ
ース・ドレインコンタクト領域に用いることにより、そ
の界面がヘテロ接合にならず、オーミックコンタクトが
取りやすくなるというメリットがある。 【0057】また、本実施の形態1、2では、半導体層
7、i型半導体層27、半導体層28にアモルファスシ
リコンを用いているが、必ずしもこれに限定するわけで
はない。上記の半導体層7、i型半導体層27、半導体
層28が、シリコンに別の元素を加えた上述のようなS
iGex (0≦x≦1)、SiCx (0≦x≦1)、S
3 x (0≦x≦4)、若しくはSiOx (0≦x≦
2)からなる、非晶質半導体または微結晶半導体であっ
ても、本発明と同様の効果が得られるのは勿論である。 【0058】 【発明の効果】請求項1の発明に係るスタガ型薄膜トラ
ンジスタの製造方法は、以上のように、ソース・ドレイ
ン電極を形成する工程と、不純物が添加された第1の半
導体膜を成膜し、該半導体膜をパターニングすることに
よりソース・ドレイン電極に電気的に接続するソース・
ドレインコンタクト領域を形成する工程と、該ソース・
ドレインコンタクト領域を基板温度350℃の条件で水
素プラズマに晒した後、真空を破らずに、該ソース・ド
レインコンタクト領域上に第2の半導体層を成膜する工
程と、該第2の半導体層をパターニングする工程と、そ
の上にゲート絶縁膜を形成する工程と、その上に金属膜
を形成、パターニングすることによりゲート電極を形成
する工程とを含む構成である。 【0059】それゆえ、ソース・ドレインコンタクト
領域を水素プラズマに晒すので、ソース・ドレインコン
タクト領域上の自然酸化膜は除去される。しかも、真空
を破ることなくその上に第2の半導体層が形成されるの
で、ソース・ドレインコンタクト領域と第2の半導体層
との界面におけるオーミック接触が著しく良好となる。
また、従来のようにソース・ドレインコンタクト領域
と第2の半導体層との界面にリンを拡散させないので、
このリンに起因した従来のようなソース・ドレイン電極
間のリーク電流はなくなる。 【0060】したがって、上記、の理由により、上
記構成によれば、ソース、およびドレインの各抵抗を小
さくできると共に、ソース・ドレイン電極間の抵抗を大
きくできるので、ソース・ドレイン電極間のリーク電流
を確実に従来よりも著しく減少させることができる。ま
た、この結果、薄膜トランジスタのオン電流を増加させ
ることができ、特性のよい薄膜トランジスタを得ること
ができるという効果を併せて奏する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] TECHNICAL FIELD OF THE INVENTIONBookThe invention is particularly applicable to liquid crystal displays.
Thin Film Tr
ansistor (TFT) and its manufacturing method, and
Liquid crystal display device. [0002] 2. Description of the Related Art Conventionally, active liquid crystal display elements have been used.
Thus, thin film transistors are widely used. inside that
Gate electrode before source / drain electrode formation
Mass production of so-called inverted staggered thin film transistors
Have been. However, in reverse staggered thin film transistors,
When forming a channel protective film, shorten the channel length.
There was a problem that it was difficult to remove. Also the channel
If a protective film is not formed,
It is necessary to make the thickness of the fac
You. This is the case when forming a channel protective film.
The value is at least five times the thickness of the semiconductor. In this case,
Self-alignment with gate electrode by backside exposure from plate side
There was a problem that flaws and in-plane variations in luminance occurred. On the other hand, the shape of source / drain electrodes
A so-called staggered thin film in which a gate electrode is formed after formation
Transistors are smaller than inverted staggered thin film transistors.
Channel length can be shortened, and the manufacturing process can be shortened.
It has the advantages of However, staggered thin film transistors
Source / drain contact regions in
In addition, it is more easily oxidized than the semiconductor layer formed thereon.
As a result, before the semiconductor layer is formed, the source
A natural oxide film is formed on the drain contact region,
It is difficult to obtain good ohmic characteristics at the interface
won. Accordingly, Japanese Patent Publication No. 6-22244 discloses
Is phosphorus (P) as a source / drain contact region.
Ohmic contact layer containing Si and source / drain electrodes
By forming between the body layer, the source / drain
Ohmic contact between electrode and semiconductor layer formed on it
Staggered thin-film transistor tried to improve
Is disclosed. The thin film disclosed in the above publication
FIG. 3 shows the process of manufacturing the transistor. First, as shown in FIG.
On which transparent substrate 51, indium oxide (Indium Tin O
A transparent conductive film 52 of xide (ITO) is formed. Then figure
As shown in FIG. 3B, the transparent conductive film 52 is
And patterned in the shape of an island.
And a drain electrode 53b are formed. Subsequently, as shown in FIG.
Plate 51, source electrode 53a, and drain electrode 53b
A phosphorus (P) -containing layer 54 is formed on each of the surfaces. This resource
Layer 54 is formed by plasma CVD (plasma chemical vapor deposition).
Phase growth method). That is, the transparent substrate 51 is
A substrate temperature of 0 ° C. to 300 ° C.ThreeAl gas
Gon gas diluted to 5000ppm, 10cc / min speed
At a pressure of 10Two20W high circumference in Torr atmosphere
Doping with plasma power for several minutes
Plate 51, source electrode 53a, and drain electrode 53b
Is diffused on each surface of the substrate to form a phosphorus-containing layer 54.
You. [0008] The phosphorus-containing layer 54 is formed as described above.
After that, for example, as shown in FIG.
The semiconductor layer 55 made of silicon is formed by a plasma CVD method.
Is formed. At this time, the phosphorus in the phosphorus-containing layer 54
The semiconductor layer 55 diffuses into the semiconductor layer 55, and the semiconductor layer 55 and the source electrode
53a and the entire contact surface with the drain electrode 53b.
Therefore, the ohmic contact layers 56 and 57 containing phosphorus
-Each is formed as a drain contact region. Further, a silicon nitride film is formed on the semiconductor layer 55.
The gate insulating film 58 made of silicon is formed by plasma CVD.
It is formed continuously without breaking the vacuum of the device. Even better
Forming a gate electrode 59 on the gate insulating film 58;
Then, a predetermined pattern is formed by etching. [0010] Thereafter, as shown in FIG.
A protective film 60 made of silicon nitride is formed, and a thin film transistor is formed.
The transistor 61 is completed. [0011] However, in the above publication,
In the configuration, the source / drain contact area
The low conductivity of the mic contact layers 56 and 57
As the resistance of the ohmic contact layers 56 and 57 increases,
The on-current decreases. Also, the source electrode 53a, the drain
Phosphorus slightly remains on the transparent substrate 51 between the electrodes 53b.
Therefore, there is a problem that the leak current increases. The present invention has been made to solve the above problems.
The purpose of the
Good ohmic characteristics between the semiconductor region and
Leaks between the source and drain electrodes
Thin film transistor with excellent characteristics
In addition to providing the manufacturing method, the thin film transformer having excellent characteristics is provided.
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device using a transistor. [0013] According to the first aspect of the present invention, there is provided a switch according to the present invention.
The manufacturing method of the tag type thin film transistor solves the above problem.
To form source and drain electrodes
Forming a first semiconductor film to which impurities are added,
Source / drain by patterning conductor film
Source / drain contact areas electrically connected to electrodes
Forming a region, and forming the source / drain contact region.
Area was exposed to hydrogen plasma at a substrate temperature of 350 ° C.
After that, without breaking the vacuum, the source / drain contact area
Forming a second semiconductor layer on the region, and forming the second semiconductor layer on the second semiconductor layer.
Patterning a body layer and a gate insulating film on it
Forming a metal film on it, and patterning
Forming a gate electrode by etching.
It is characterized by. According to the above configuration, the source / drain capacitor
Contact area is electrically connected to source / drain electrodes
It is formed as follows. This source / drain contour
The contact region is doped with impurities, for example, n+Amor
Patterning of the first semiconductor film made of fac silicon
Formed. The above-mentioned source / drain capacitor containing impurities
The tact area is susceptible to natural oxidation, and
A native oxide film is formed on the drain / drain contact area.
You. However, the above source / drain contact
By exposing the surface of the region to hydrogen plasma, natural oxidation
Oxygen atoms in the film are reduced by the hydrogen plasma. This
As a result, formed on the source / drain contact area
The natural oxide film thus removed is removed. Then apply vacuum
A second layer is formed on the source / drain contact region without breaking.
Semiconductor layer is formed, followed by a gate insulating film
And a gate electrode are formed. As described above, the hydrogen plasma treatment
The natural oxide film on the source / drain contact area
The semiconductor layer is removed without breaking the vacuum.
Source / drain contact area.
At the interface between the source / drain contact region and the semiconductor layer.
Ohmic contact is significantly improved. Further, in addition to the above, the above configuration is
As before, source / drain contact regions and semiconductor layers
Does not diffuse phosphorus at the interface with
Conventional source / drain due to phosphorus
The leakage current between the electrodes is naturally eliminated. For the above reasons, the above configuration
If the source and drain resistance can be reduced,
In both cases, the resistance between the source and drain electrodes can be increased.
Current leakage between source and drain electrodes
Can be significantly reduced. Also, this conclusion
As a result, the on-current of the thin film transistor can be increased.
And a thin film transistor with good characteristics can be obtained.. [0020] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment]Book BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a transistor.
1 will be described. First, as shown in FIG.
On the plate 1, about 1 tantalum (Ta) is sputtered.
A 50 nm film is formed and patterned into an island shape to form a light shielding film
Form 2 Next, the patterned light shielding film 2 is
Silicon oxide (SiO 2) by sputtering to cover
Two) Is formed to a thickness of about 250 nm, and the insulating film 3 is formed. Subsequently, as shown in FIG.
Indium oxide (Indi oxide) is formed on the edge film 3 by sputtering.
um Tin Oxide; ITO)
A film is formed and patterned to form a pixel electrode 4.
Then, a sputtering is performed on the insulating film 3 and the pixel electrodes 4.
A tantalum (Ta) film is formed to a thickness of about 200 nm with a ring, and
Patterning the source and drain electrodes 5a and 5b.
To form Next, in FIG.
D (Chemical Vapor Deposition) device, pressure 110
Pa, RF power 150W, substrate temperature 350 ° C
And PHThreeContaining 0.5% (SiHFour) 200s
ccm and hydrogen (HTwo) Using 2000 sccm
As a first semiconductor film to which a pure substance is added, a conductivity of about 1.
0x10-3(Ω · cm)-1N+Type amorphous silicon
Is formed. Then, the above n+Type amorphous silicon
Dry-etching and patterning into islands
The drain / drain contact regions 6a and 6b are formed. This
As a result, the source / drain contact regions 6a, 6b
Are electrically connected to the source / drain electrodes 5a and 5b.
Will be. Next, an in-line type plasma CVD apparatus
In the first reaction chamber, hydrogen (HTwo) 2000scc
m, pressure 80Pa, RF power 300W, substrate temperature 35
Under the condition of 0 ° C., the source / drain contact region 6a,
6b is exposed to hydrogen plasma for 10 minutes,
Perform the processing. As a result, the source / drain contour
In the native oxide film formed on the contact regions 6a and 6b
The atoms are reduced by the hydrogen plasma, and this natural oxide film
Will be removed. Subsequently, without breaking the vacuum in the first reaction chamber.
Then, the substrate is transported to the second reaction chamber. This second
In the reaction chamber, as the second semiconductor layer, an i-type amorphous
A silicon film is formed to a thickness of about 50 nm. Film formation conditions at this time
Is pressure 80 Pa, RF power 150 W, substrate temperature 35
At 0 ° C., plasma CVD (plasma chemical vapor deposition)
Silane (SiH)Four) 200sccm and water
Elementary (HTwo) 2000 sccm is used. Then above
The i-type amorphous silicon is formed in the source contact region 6
a to the drain contact region 6b.
Turning, as shown in FIG. 1C, the semiconductor layer 7 is
Form. On top of that, silicon nitride (SiThreeN
Four) Is deposited to a thickness of about 250 nm, and as shown in FIG.
A gate insulating film 8 is formed. The film formation condition is a pressure of 130P.
a, RF power 1000W, substrate temperature 250 ° C,
Silane (SiH)Four) 150 scc
m and ammonia (NHThree) 200 sccm and nitrogen
(NTwo) 2000 sccm. Subsequently, as shown in FIG.
Titanium (Ti) on the gate insulating film 8 by sputtering
A 200 nm film and pattern it to form a gate electrode.
The pole 9 is formed. Thereafter, as shown in FIG.
Silicon nitride (Si) so as to cover theThreeNFour)
A protective film 10 is formed by forming a film having a thickness of about 250 nm. At this time
The film forming conditions were as follows: pressure 130 Pa, RF power 1000
W, substrate temperature 250 ° C., plasma CVD
Run (SiHFour) 150 sccm and ammonia (NH
Three) 200 sccm and nitrogen (NTwo) 2000sccm
And are used. Thus, a staggered thin-film transistor
Data 11 is completed. Although not shown, the thin film transistor
Star 11, color filter and black matrix
And bonded to the opposing substrate with
A liquid crystal panel is obtained by injecting and dividing liquid crystal.
It is. An integrated circuit for driver is mounted on this liquid crystal panel.
By attaching, the liquid crystal module is completed. With the above configuration, the channel length is 5 μm,
The staggered thin film transformer of the present invention having a channel width of 15 μm.
The transistor 11 has an on current of 1.0 μA and an off current of 0.5 μA.
A value of pA or less has been obtained. By the way, sauce dress
Perform hydrogen plasma treatment on the surface of the in-contact area
First, break the vacuum inside the reaction chamber and then form the semiconductor layer.
In the conventional case, the on-current is controlled by the thin film transistor 1 of the present invention.
1/10 or less, and the variation varies from element to element.
Was seen. This is because the vacuum is broken once when forming the semiconductor layer.
And apply a photoresist to pattern the semiconductor layer
The source / drain contact region and the semiconductor layer
This is because an oxide film is formed at the interface with the substrate. Therefore, the present invention, as described above,
The source / drain contact region 6 is formed by performing a
a, remove the natural oxide film formed on 6b, and
After that, the semiconductor layer 7 is formed without breaking the vacuum in the reaction chamber.
Therefore, the source / drain contact regions 6a and 6b and the half
Good ohmic contact at the interface with the conductor layer 7
To obtain a thin film transistor 11 having good electrical characteristics.
it can. Before performing the above-described hydrogen plasma treatment,
The source / drain contact regions 6a and 6b
The formed natural oxide film is coated with BHF (buffered hydrofluoric acid;
HF: HTwoO = 1: 10) for 1 minute
To remove some natural oxide film in advance.
To shorten the time of subsequent hydrogen plasma treatment
It is also possible. In the first embodiment, the glass substrate 1
A light-shielding film 2 and an insulating film 3 are formed on the
The star 11 has been completed.
Without forming the edge film 3, the thin film transistor 11 was manufactured.
Also, the same effects as those of the present invention can be obtained. [Embodiment 2] Next, another embodiment of the present invention relates to a staggered type.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the thin film transistor.
Hereinafter, the manufacturing process will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG.
Tantalum (Ta) is sputtered on the plate 21 by sputtering.
Deposit 150nm film and pattern it into island shape to shield light
A film 22 is formed. Next, the patterned light shielding film
Silicon oxide by sputtering to cover 22
(SiOTwo) Is formed to about 250 nm, and an insulating film 23 is formed.
I do. Subsequently, as shown in FIG.
Indium oxide (In) is formed on the edge film 23 by sputtering.
dium Tin Oxide (ITO) transparent conductive film of about 100 nm
A film is formed and patterned to form a pixel electrode 24.
You. Then, on the insulating film 23 and the pixel electrode 24,
Sputtering tantalum (Ta) to about 200 nm
Film and pattern it to form source / drain electrodes 2
5a and 25b are formed. Next, in FIG.
Pressure in the first reaction chamber of the plasma CVD apparatus
a, RF power 150W, substrate temperature 350 ° C,
PHThreeContaining 0.5% (SiHFour) 200scc
m and hydrogen (HTwo) 2000 sccm and impurities
Is added as a first semiconductor film having a conductivity of about 1.0 ×
10-3(Ω · cm)-1N+Type amorphous silicon
A film is formed to a thickness of 40 nm. Subsequently, the substrate is placed in a second without breaking the vacuum.
Conveyed to the reaction chamber, pressure 80Pa, RF power 150W,
At a substrate temperature of 350 ° C., silane (SiHFour) 200
sccm and hydrogen (HTwo) Using 2000 sccm
The above n+I-type semiconductor layer on amorphous silicon
To form an i-type amorphous silicon film having a thickness of 30 nm.
I do. Note that n+Type amorphous silicon is a natural acid
The natural oxide film is readily formed by exposure to air.
Is formed on the surface of the i-type amorphous silicon.
The recon is n+Natural compared to amorphous silicon
Hard to oxidize. Thereafter, the above n+Type amorphous silicon
And i-type amorphous silicon by dry etching
Patterned in island shape, source / drain contact area
The regions 26a and 26b and the i-type semiconductor layer 27 are formed. This
As a result, the source / drain contact regions 26a, 26
b is electrically connected to the source / drain electrodes 25a and 25b.
And the i-type semiconductor layer 27 is connected to the source / drain
The tact regions 26a and 26b have the same shape and coincide with each other.
Will be piled up. Next, natural oxidation on the i-type semiconductor layer 27 is performed.
The membrane is treated with BHF (buffered hydrofluoric acid; HF: HTwoO = 1:
Removed by wet etching for 1 minute using 10)
Then, immediately after that, the substrate is placed in an in-line plasma CV.
Introduce to D device. And, as the second semiconductor layer, i-type
Amorphous silicon is deposited to a thickness of about 50 nm. At this time
The film forming conditions were as follows: pressure 80 Pa, RF power 150 W, base
At a plate temperature of 350 ° C., silane is
(SiHFour) 200 sccm and hydrogen (HTwo) 2000
sccm. Then, the i-type amorphous silicon
Recon from the source contact region 26a to the drain
Patterning in an island shape over the contact region 26b,
As shown in FIG. 2C, a semiconductor layer 28 is formed. Further, silicon nitride (Si)ThreeN
Four) Is deposited to a thickness of about 250 nm, and as shown in FIG.
A gate insulating film 29 is formed. The film formation condition is a pressure of 130.
Pa, RF power 1000W, substrate temperature 350 ° C,
Silane (SiH) by plasma CVDFour) 150sc
cm and ammonia (NHThree) 200 sccm and nitrogen
(NTwo) 2000 sccm. Subsequently, as shown in FIG.
Titanium (T) is formed on the insulating film 29 by sputtering.
i) is deposited to a thickness of 200 nm,
The electrode 30 is formed. Thereafter, as shown in FIG.
Silicon nitride (Si) so as to cover theThreeNFour)
Is formed to a thickness of about 250 nm to form a protective film 31. This and
The deposition conditions were as follows: pressure 130 Pa, RF power 1000
W, substrate temperature 250 ° C., plasma CVD
Run (SiHFour) 150 sccm and ammonia (NH
Three) 200 sccm and nitrogen (NTwo) 2000sccm
And are used. Thus, a staggered thin-film transistor
Tab 32 is completed. Although not shown, the thin film transistor
Star 32, color filter and black matrix
And bonded to the opposing substrate with
A liquid crystal panel is obtained by injecting and dividing liquid crystal.
It is. An integrated circuit for driver is mounted on this liquid crystal panel.
By attaching, the liquid crystal module is completed. With the above configuration, the channel length is 5 μm,
The staggered thin film transformer of the present invention having a channel width of 15 μm.
The on-state current is 0.9 μA and the off-state current is 0.5
A value of pA or less has been obtained. By the way, sauce dress
I-type semiconductor layer 2 on in-contact regions 26a and 26b
The on-state current in the conventional case in which No. 7 is formed is the thin film of the present invention.
Less than 1/10 of the transistor 32
And variation was observed. This is when the semiconductor layer is formed
Break the vacuum once, apply photoresist, and remove the semiconductor layer.
When patterning, the source / drain contact area
Oxide film is formed at the interface between the region and the semiconductor layer
It is. Therefore, the present invention, as described above,
It is difficult to oxidize on the drain contact regions 26a and 26b.
I-type semiconductor layer 27 made of i-type amorphous silicon
Are continuously formed without breaking the reaction chamber vacuum,
Turning, so the source / drain contact area
Suppress formation of natural oxide film on 26a, 26b
Can be As a result, via the i-type semiconductor layer 27
Source / drain contact regions 26a, 26b and semiconductor
Ohmic contact with the body layer 28 is improved. Accordingly
As a result, the on-current of the thin film transistor 32 increases,
The thin film transistor 32 having good properties can be obtained. Further, the thin film transformer manufactured in the second embodiment
In the transistor 32, the i-type semiconductor layer 27 is not formed.
ON current is improved compared to conventional thin film transistors
This thin film transistor 32 is used in a liquid crystal display.
10.4 inch VGA (Video Graphics A
rray) can improve the aperture ratio,
The display can be brightened. Also, the on-current
Increase of 17 inches of 128
Engineering work with 0x3x1024 picture elements
It is possible to manufacture liquid crystal displays for stations.
Wear. In the second embodiment, the glass substrate 2
A light shielding film 22 and an insulating film 23 are formed on
Although the transistor 32 is completed, the light shielding film 22
And the thin film transistor 32 without forming the insulating film 23.
Can produce the same effect as the present invention. In the first and second embodiments, the source
In the drain contact regions 6a, 6b, 26a, 26b
n+Type amorphous silicon, but not necessarily
However, it is not limited to this. Source / drain above
The contact regions 6a, 6b, 26a, 26b are made of SiG
ex(0 ≦ x ≦ 1), SiCx(0 ≦ x ≦ 1), SiThree
Nx(0 ≦ x ≦ 4) or SiOx(0 ≦ x ≦ 2)
Consisting of an amorphous semiconductor or a microcrystalline semiconductor,
Of course, the same effects as those of the present invention can be obtained. For example, the above source / drain contacts
In regions 6a, 6b, 26a, 26b, a conductivity of about 1.0 ×
10-3(Ω · cm)-1N+Type amorphous silicon
No, conductivity about 1.0 (Ωcm)-1N+Type microcrystal
When silicon is used, the thin film transistors 11 and 32
The ON currents are 1.2 μA and 1.1 μA, respectively.
n+Than when using amorphous silicon
It increased by about 20%. The semiconductor layer in which the channel is formed is
And an appropriate mixture of silicon and other materials as described above.
The use of morphus alloy makes it suitable for liquid crystal module applications.
A combined thin film transistor can be manufactured. As in the conventional case, the band gap is about 1.7.
eV amorphous silicon source / drain
When used in the contact area, electrons are valenced when irradiated with light.
Excited from electron band to conduction band, thin film transistor
Off current increased. As described above, another element is added to silicon.
SiCx, SiThreeNx, SiOxSo, the band gap
Can be controlled from about 1.7 eV to 2.1 eV.
You. If the band gap is large, the thin film transformer
Electrons shift from valence band to conduction band even when light is irradiated to the transistor
It is not excited and the off-current hardly increases. Accordingly
Liquid crystal module for projection using strong light
The picture element is small as in the
If you also want to suppress the off-state current, silicon
Inject pure material and use amorphous alloy as above
It becomes more suitable. In addition, SiGexIn case of
Can be controlled from about 1.7 eV to 1.4 eV.
Wear. When the band gap is narrowed like this, it is weak to light.
However, there is an advantage that the thin film transistor can be driven at a low voltage.
is there. Therefore, for the reasons described above, silicon
Amorphous semiconductor or microcrystalline semiconductor
The liquid crystal module is controlled by controlling the band gap.
Manufacturing thin film transistors that are suitable for
Can be. The semiconductor layer in which this channel is formed
Amorphous alloy with the same band gap as
By using it for the source / drain contact area.
Interface does not become heterojunction and ohmic contact
There is a merit that it becomes easy to take. In the first and second embodiments, the semiconductor layer
7, the i-type semiconductor layer 27 and the semiconductor layer 28
Recon is used, but it is not necessarily limited to this
There is no. The above semiconductor layer 7, i-type semiconductor layer 27, semiconductor
Layer 28 is made of S, as described above, with the addition of another element to silicon.
iGex(0 ≦ x ≦ 1), SiCx(0 ≦ x ≦ 1), S
iThreeNx(0 ≦ x ≦ 4) or SiOx(0 ≦ x ≦
2) an amorphous semiconductor or a microcrystalline semiconductor
Of course, the same effects as those of the present invention can be obtained. [0058] According to the present invention, a staggered thin film tiger is provided.
As described above, the transistor manufacturing method
Forming an electrode, and a first half doped with impurities.
Forming a conductor film and patterning the semiconductor film.
The source / source connected more electrically to the source / drain electrode
Forming a drain contact region;
The drain contact region is exposed to water at a substrate temperature of 350 ° C.
After exposing to source plasma, the source
Forming a second semiconductor layer on the rain contact region
And a step of patterning the second semiconductor layer.
Forming a gate insulating film on top of and a metal film on top
Form gate electrodes by patterning
And a step of performing Therefore, the source / drain contact
Since the region is exposed to hydrogen plasma, the source / drain
The natural oxide film on the tact region is removed. And vacuum
The second semiconductor layer is formed thereon without breaking
The source / drain contact region and the second semiconductor layer
Ohmic contact at the interface with the substrate is significantly improved.
Also, as in the conventional case, the source / drain contact region
Does not diffuse phosphorus at the interface between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer,
Conventional source / drain electrodes caused by this phosphorus
There is no leak current between them. Therefore, for the reasons described above,
According to this configuration, the source and drain resistances are reduced.
And increase the resistance between the source and drain electrodes.
Leakage current between the source and drain electrodes
Can be significantly reduced than before. Ma
As a result, the on-current of the thin film transistor is increased.
To obtain thin film transistors with good characteristics
At the same time.

【図面の簡単な説明】 【図1】発明の実施の一形態におけるスタガ型薄膜ト
ランジスタの製造工程を示す断面図である。 【図2】実施の他の一形態におけるスタガ型薄膜トラン
ジスタの製造工程を示す断面図である。 【図3】従来技術の薄膜トランジスタの製造工程を示す
断面図である。 【符号の説明】 5a ソース電極 5b ドレイン電極 6a ソースコンタクト領域 6b ドレインコンタクト領域 7 半導体層 8 ゲート絶縁膜 9 ゲート電極 25a ソース電極 25b ドレイン電極 26a ソースコンタクト領域 26b ドレインコンタクト領域 27 i型半導体層 28 半導体層(第2の半導体層) 29 ゲート絶縁膜 30 ゲート電極
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing a staggered thin film transistor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a step of manufacturing a staggered thin film transistor according to another embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a conventional thin film transistor. [Description of Reference Numerals] 5a Source electrode 5b Drain electrode 6a Source contact region 6b Drain contact region 7 Semiconductor layer 8 Gate insulating film 9 Gate electrode 25a Source electrode 25b Drain electrode 26a Source contact region 26b Drain contact region 27 i-type semiconductor layer 28 Semiconductor Layer (second semiconductor layer) 29 Gate insulating film 30 Gate electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−232673(JP,A) 特開 平6−61198(JP,A) 特開 平5−198814(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 H01L 21/336 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-232673 (JP, A) JP-A-6-61198 (JP, A) JP-A-5-198814 (JP, A) (58) Investigation Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 H01L 21/336

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】ソース・ドレイン電極を形成する工程と、
不純物が添加された第1の半導体膜を成膜し、該半導体
膜をパターニングすることによりソース・ドレイン電極
に電気的に接続するソース・ドレインコンタクト領域を
形成する工程と、該ソース・ドレインコンタクト領域を
基板温度350℃の条件で水素プラズマに晒した後、真
空を破らずに、該ソース・ドレインコンタクト領域上に
第2の半導体層を成膜する工程と、該第2の半導体層を
パターニングする工程と、その上にゲート絶縁膜を形成
する工程と、その上に金属膜を形成、パターニングする
ことによりゲート電極を形成する工程とを含むことを特
徴とするスタガ型薄膜トランジスタの製造方法
(57) [Claim 1] A step of forming a source / drain electrode;
Forming a first semiconductor film to which an impurity is added, and forming a source / drain contact region electrically connected to a source / drain electrode by patterning the semiconductor film; Exposing the substrate to hydrogen plasma at a substrate temperature of 350 ° C., forming a second semiconductor layer on the source / drain contact region without breaking vacuum, and patterning the second semiconductor layer A method for producing a staggered thin film transistor, comprising: a step of forming a gate insulating film thereon; and a step of forming a gate electrode by forming and patterning a metal film thereon .
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